[发明专利]一种矿物纳米纤维气凝胶的常压干燥制备方法

摘要

本发明涉及一种矿物纳米纤维气凝胶的常压干燥制备方法，将非金属矿物原料通过纯化与分散之后得到矿物纳米纤维；将纳米纤维分散于适量水中，并加入发泡剂、粘结剂等充分均搅拌，得到纳米纤维含量一定的均匀溶胶；将溶胶通过物理发泡、化学发泡或物理‑化学发泡，转变成稳定的泡沫；将泡沫浇筑入模具中，进行常压下干燥或常压下的养护—干燥，最终得到矿物纳米纤维气凝胶。本发明制备矿物纳米纤维气凝胶材料的工艺简单、生产周期短、可控性强、对设备要求低，易于大规模工业化生产，所制得的矿物纳米纤维气凝胶材料具有形状可控、低密度、低热导率和较好力学性能等特点。

主权项

一种矿物纳米纤维气凝胶的常压干燥制备方法，包括以下步骤：（1）将非金属矿物原料首先进行纯化处理，然后进行物理分散或化学分散或物理 ‑ 化学分散，得到含有矿物纳米纤维的悬浮液，将得到的悬浮液进行压滤，干燥后得到矿物纳米纤维滤饼；（2）将所述滤饼分散于与之成一定质量比的水中，并加入发泡剂、粘结剂充分均搅拌，得到一定粘度的均匀的纳米纤维溶胶；（3）将所述溶胶进行物理发泡或化学发泡或物理 ‑ 化学发泡，得到与溶胶成一定倍数体积的泡沫；（4）将所述泡沫浇筑入模具中，进行常压下干燥或常压下的养护 ‑ 干燥，得到矿物纳米纤维气凝胶；步骤（1）中所述非金属矿物原料为纤蛇纹石、海泡石、埃洛石、坡缕石和水镁石中的任一种，或者为其通过提取、接枝、包覆过程之后得到的衍生产物；步骤（1）中所述物理分散包括研磨、超声、搅拌、乳化、均质和打浆中任一机械分散法或其组合；所述化学分散是指借用药剂在纤维间与纤维表面进行渗透、插层、剥离、吸附作用实现纤维分散；所述物理‑化学分散是指将所述物理分散与化学分散结合起来的强化分散过程；步骤（2）中所述矿物纳米纤维与水的质量比为 1 ∶ 10 ～ 1 ∶ 100；步骤（2）中所述发泡剂为硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磺化琥珀酸钠和水泥发泡剂中的任一种物理发泡剂；或者为碳酸钠、碳酸氢钠、双氧水和尿素中的任一种化学发泡剂；所述物理发泡剂的用量为 3 ～ 30g/L；所述化学发泡剂用量使产生的气体体积是溶胶体积的 2 ～ 20 倍；步骤（2）中所述粘结剂为水溶性的有机高分子聚合物和无机聚合物；所述有机高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、淀粉、纤维素、壳聚糖、琼脂、卡拉胶、海藻酸钠；所述无机聚合物为水玻璃、聚合氯化铝、聚合硫酸铁；步骤（2）中所述粘度为 1000 ～15000mPa·s；步骤（3）中采用物理 ‑ 化学发泡，且泡沫体积为溶胶体积的 1 ～ 10 倍；步骤（4）中所述常压干燥的温度为 40 ～100℃；步骤（4）中所述常压养护‑干燥，常压养护温度为 30 ～ 80℃，湿度为 60 ～ 100%，时间为 1 ～ 12h，常压干燥的温度为 40 ～ 100℃。